В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 длина ребра основания равна 4, а длина бокового ребра равна 2.
а) Докажите, что сечение призмы плоскостью α, проходящей через середину ребра AB перпендикулярно отрезку, соединяющему середины рёбер BC и A1B1, делит ребро AC в отношении 1 : 3, считая от вершины A.
б) Найдите площадь сечения призмы плоскостью α.
а) Докажите, что сечение призмы плоскостью α, проходящей через середину ребра AB перпендикулярно отрезку, соединяющему середины рёбер BC и A1B1, делит ребро AC в отношении 1 : 3, считая от вершины A.
б) Найдите площадь сечения призмы плоскостью α.
💡 Пошаговый разбор и решение:
a) Пусть точки M, N, M1 и N1 — середины рёбер AB, BC, A1B1 и B1C1. Четырёхугольник MNN1M1 является квадратом, поэтому его диагонали MN1 и NM1 перпендикулярны и точкой пересечения делятся пополам. Пусть точка P — середина BB1, а точка O — центр грани ACC1A1. Прямая OP перпендикулярна плоскости MNN1, поэтому прямая OP перпендикулярна прямой M1N.
[рис.]
[рис.]
Прямая NM1 перпендикулярна прямым MN1 и OP, поэтому плоскость α проходит через пересекающиеся прямые MN1 и OP. Пусть прямые PM и AA1 пересекаются в точке K, а прямая OK пересекает рёбра AC и A1C1 в точках F и E соответственно. Пятиугольник EN1PMF — сечение призмы плоскостью α.
Из равенства треугольников PBM и KAM следует, что AK = PB, поэтому $A_1 K = 2 + 1 = 3$ Из подобия треугольников EA1K и FAK следует, что
$\frac{E A_1}{F A} = $\frac{A_1 K}{A K}$ = \frac{3}{1}$
а $C_1 E=F A$ значит, $C F=E A_1$ и $C F: F A=3: 1$
б) Плоскости ABC и α пересекаются по прямой FM. Прямая M1N перпендикулярна плоскости α, следовательно, плоскости MNN1M1 и α перпендикулярны. Значит, угол N1MN — это линейный угол двугранного угла между плоскостями ABC и α, $\angle N_1 M N=45 в степени ( \circ )$ Пятиугольник TFMBN является ортогональной проекцией пятиугольника EN1PMF на плоскость ABC. Имеем
$S_C N T = S_C_1 N_1 E = $\frac{1}{4}$ \cdot $\frac{1}{2}$ S_A B C$
и аналогично $S_F M A= $\frac{1}{8}$ S_A B C$ Значит,
$S_T F M B N= $\frac{3}{4}$ S_A B C=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
и
$S_E N_1 P M F= \frac{3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{\cos 45 в степени ( \circ )} =3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Ответ: б) $3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
[рис.]
[рис.]
Прямая NM1 перпендикулярна прямым MN1 и OP, поэтому плоскость α проходит через пересекающиеся прямые MN1 и OP. Пусть прямые PM и AA1 пересекаются в точке K, а прямая OK пересекает рёбра AC и A1C1 в точках F и E соответственно. Пятиугольник EN1PMF — сечение призмы плоскостью α.
Из равенства треугольников PBM и KAM следует, что AK = PB, поэтому $A_1 K = 2 + 1 = 3$ Из подобия треугольников EA1K и FAK следует, что
$\frac{E A_1}{F A} = $\frac{A_1 K}{A K}$ = \frac{3}{1}$
а $C_1 E=F A$ значит, $C F=E A_1$ и $C F: F A=3: 1$
б) Плоскости ABC и α пересекаются по прямой FM. Прямая M1N перпендикулярна плоскости α, следовательно, плоскости MNN1M1 и α перпендикулярны. Значит, угол N1MN — это линейный угол двугранного угла между плоскостями ABC и α, $\angle N_1 M N=45 в степени ( \circ )$ Пятиугольник TFMBN является ортогональной проекцией пятиугольника EN1PMF на плоскость ABC. Имеем
$S_C N T = S_C_1 N_1 E = $\frac{1}{4}$ \cdot $\frac{1}{2}$ S_A B C$
и аналогично $S_F M A= $\frac{1}{8}$ S_A B C$ Значит,
$S_T F M B N= $\frac{3}{4}$ S_A B C=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
и
$S_E N_1 P M F= \frac{3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{\cos 45 в степени ( \circ )} =3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Ответ: б) $3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Правильный ответ:
б) $3 корень из: начало аргумента: 6 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 65795 • Задание №7
Найдите значение выражения $\log _0,83 умножить на \log _31,25$...
ID 67399 • Задание №13
а) Решите уравнение $корень из: начало аргумента: x плюс 4 конец аргумента =x в квадрате минус 4$
б) Найдите...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а)
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а)
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919
Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°.
а) Д...
ID 67920
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота...
ID 67921
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1.
а) Докажите, что расстояние между...
ID 67922
Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ...
ID 67923
Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...